بررسي آزمايشگاهي اثر آستانه در كنترل آبشستگي اطراف پايه‌هاي پل در رسوبات چسبنده

Experimental Study on Effect of Downstream Bed Sill on Local Scour Around Bridge Piers in Cohesive Sediment

وقوع آبشستگي موضعي در اطراف پايه‌ها يكي از دلايل عمده‌ي عدم پايداري پل‌ها مي‌باشد. بنابراين ارايه روش‌هاي مناسب به منظور پيش‌بيني و كنترل عمق آبشستگي از مسايلي است كه بسيار مورد توجه بوده است. روش‌هاي مختلفي براي كنترل آبشستگي اطراف پايه‌هاي پل پيشنهاد شده است. در مطالعه حاضر اثر استفاده از آستانه در كاهش آبشستگي اطراف پايه پل استوانه‌اي در شرايط آب صاف، در رسوبات چسبنده مورد بررسي قرار گرفته است. آستانه در پايين دست پايه‌ها قرار داده شده و ميزان اثر بخشي آن بر كاهش آبشستگي يا تغيير فاصله بين پايه و آستانه مورد ارزيابي قرار گرفته است. در اين تحقيق از دو قطر پايه 60 و 75 ميلي‌متري براي پايه پل استفاده شد. نتايج نشان دهنده تاثير مثبت قرار دادن آستانه در كنترل آبشتگي بوده است و فاصله بين پايه و آستانه بيشترين تاثير را داشته است. قرارگيري آستانه درست در پشت پايه حدود 26? عمق و 61? حجم حفره آبشستگي را كاهش داده است، با افزايش فاصله آستانه تا پايه پل از تاثير محافظتي آن كاسته مي‌شود. آستانه در هر دو حالت، دبي در آستانه حركت ذرات و دبي كمتر از آستانه حركت ذرات، باعث كاهش عمق آبشستگي به يك اندازه شد. همچنين مشاهده شد كه عمق آبشستگي رابطه مشخصي با عدد فرود پايه ندارد.

Bridge pier scour is one of the three main causes of bridge failure. With the prospect of more severe and more frequent floods due to climate change, reducing the risk of bridge failure is becoming increasingly important. Therefore, different methods have been proposed to control scouring around bridge piers. In this study, the effect of bed sill on local scour around bridge piers that are embedded in cohesive soils has been studied experimentally. The bed sill was located in downstream and different distances from the piers. Cylindrical pipes with diameters of 60 mm and 75 mm were used as piers model.Result show that the effects of bed sill distance from piers in reduction of scour depth and scour volume is larger than the other parameter. By reducing the bed sill distance to the piers, scour depth and volume reduced. The best place to install bed sill is right next to the piers. It was found that the scour depth has no direct relationship with the piers Froude number.